Anadolu'nun eski yerleşim merkezlerinden biri olan Doğanşar'ın tarihi adı İpsile'dir. Bu ismi Bizans döneminde almıştır. Bizans döneminden sonra sırasıyla Danişmentliler, Anadolu Selçuklu Devleti, Eretna Beyliği ve Kadı Burhaneddin'in yönetimine girmiştir.
Doğanşar 1399'da Osmanlılar tarafından fethedilmiş, Timur istilasıyla tekrar elden çıkmış, 1424 yılında tekrar Osmanlıların eline geçmistir.
Doğanşar´ın başlangıçta 19. yüzyılın son çeyregine kadar Tokat'a bağlı olduğunu görürüz. 1870 yılında doğrudan Sivas'a bağlandığını ve Tozanlı nahiyesi olarak adlandırıldığını görülmektedir. 1872'de Hafik ilçe olunca, Hafik'e bağlanan Doğanşar, 1906’da Reşadiye'ye, sonra tekrar Hafik'e bağlanmıştır. 1970 lere kadar teşkilatlı nahiye olan Doğanşar 9 Mayıs 1990 tarihinde ilçe olmuştur.
İlçenin bazı bölgelerinde kale kalıntıları bulunmakta, bu kalıntılarda yapılan kazılarda gümüş paralar çeşitli kabilelere ait savaş aletleri bulunmuştur. Doğanşar'ın çevresinde Kozlu Kalesi, Okçulu Kalesi, Çirmiş Kalesi ve Asar Kalesi gibi kaleler bulunmaktadır.
Doğanşar'ın doğusunda kalan Karakaya Kanyonu'nda ise Romalılara ait paralar ve çeşitli ok uçları bulunmuştur. Ayrıca Karakaya Kanyonu'nda ki taşlarda bazı figürler bulunmakta, tam tepedeki taşta ise yönleri doğuya bakan iki tane taşa oyulmuş ve koltuk biçimi verilmiş oyuklar bulunmaktadır.
Bir ucunda Bakırlı tepesi diğer ucunda Haştaş tepesi vardır.